专利名称：一种变光液晶焊接护目镜的制作方法
技术领域：
本实用新型属于焊接器材领域，涉及一种焊接用护目镜，特别是一种基于DSP控 制的模拟人眼感光的智能型自动变光液晶焊接护目镜。
背景技术：
焊接过程中，焊接弧光光线强烈，对焊接人员的眼睛伤害较大，因此焊接过程中焊 接人员均需佩戴焊接护目镜，以避免弧光对眼睛的伤害。目前焊接人员所使用的焊接护目 镜有普通焊接护目镜和自动变光焊接护目镜普通焊接护目镜因为色彩单一、无法变光，佩 戴时不便于焊接操作；而自动变光焊接护目镜可以根据弧光的自动进行变光，一定程度上 解决了普通焊接护目镜的问题。但目前使用的自动变光焊接护目镜仅只具有明态和暗态两种变光状态，当焊接起 弧时液晶镜片变暗，当弧光消失时液晶镜片变亮。在暗态时由于设置的透光率单一，当护目 镜的距离焊接物越远，越看不清焊接物，焊接者只能近距离操作，这样就大大限制了焊接人 员操作的灵活性。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以模拟人眼感光的智能型自动变 光液晶焊接护目镜，使焊接人员在焊接过程中，根据弧光的强弱自动进行变光，有效隔离有 害光线的同时，使人能够在强光或弱光下，接近弧光和远离弧光时，均能看清焊接物，增加 焊接人员操作的灵活性。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下一种变光液晶焊接护目镜，包括 控制模块、光触发模块、感光模块、手动设置模块、调节模块、液晶镜片；其中，控制模块分别 与光触发模块、感光模块、手动设置模块、调节模块电连接，液晶镜片与调节模块电连接；手 动设置模块用于进行灵敏度参数、延迟参数和透光率参数信息的设定，并把该设定信息传 送给控制模块；光触发模块用于感应焊接时弧光的光强，当其感应到弧光的光强时即触发 控制模块进行工作；感光模块用于采集焊接时弧光的强弱信息，并将该信息传送给控制模 块；控制模块根据从感光模块接收到的弧光强弱信息、以及通过手动设置模块所设定的参 数信息，向调节模块发送控制信号；调节模块根据从控制模块接收到控制信号，对液晶镜片 的透光率进行调节。本实用新型的有益效果是在焊接过程中，可以实现随着弧光的强弱变化，以及焊 接人员距离弧光的远近，变光液晶焊接护目镜自动进行变光调节，使焊接人员能够在强光 或弱光下，接近弧光和远离弧光时，均能看清焊接物，增加焊接人员操作的灵活性。在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下实施。进一步，所述控制模块为DSP (Digital Signal Processing，数字信号处理)处理
ο采用上述进一步方案的有益效果是，采用DSP处理器可以手动设定状态参数，并实时的对感光模块信号进行全数字处理，实时的向调节模块发出控制信号，从而实现变光 液晶焊接护目镜实时的明暗调节效果，达到智能操作的目的。进一步，光触发模块包括红外接收管和触发电路，触发电路分别与红外接收管和 控制模块电连接，红外接收管接收到焊接的弧光信号，并通过触发电路向控制模块发出触 发信号，告知控制模块焊接过程已经开始，以便于控制模块自动开启工作。采用上述进一步方案的有益效果是，使得控制模块不必始终处于工作状态，仅当 焊接时进行触发，从而避免了因控制模块和感光模块以及调节模块始终处于工作状态所带 来的电能浪费。进一步，感光模块包括环境光亮度传感器和光强度信号放大电路，光强度信号放 大电路分别与环境光亮度传感器和控制模块电连接，环境光亮度传感器采集焊接弧光的光 强信息并通过光强度信号放大电路发送给控制模块。采用上述进一步方案的有益效果是，可以对焊接弧光光强信息进行实时的采集， 并实时将表示弧光光线强弱的信号传送给控制模块，便于控制模块及时根据当时的光强信 息向调节模块发出控制信号。进一步，手动设置模块包括灵敏度设置电路、延时设置电路、透光率设置电路，灵 敏度设置电路、延时设置电路、透光率设置电路分别与控制模块电连接。采用上述进一步方案的有益效果是，通过灵敏度设置电路、延时设置电路、透光率 设置电路对变光液晶焊接护目镜的灵敏度、延时、透光率的调节，可以使变光液晶焊接护目 镜的使用更加灵活，方便身体条件不同、对光线感应不同的焊接人员的使用。进一步，调节模块包括信号处理电路，信号处理电路分别与控制模块和液晶镜片 电连接；信号处理电路根据从控制模块接收到的控制信号，调整液晶镜片的透光率。采用上述进一步方案的有益效果是，信号处理电路根据从控制模块接收到的控制 信号给液晶片加载一定电压时，使液晶内部的液晶分子开始改变方向，从而不断调整液晶 镜片的透光率，以达到调节变光液晶焊接护目镜明暗的效果。进一步，还包括无色玻璃和滤光片，所述液晶镜片为2片，所述无色玻璃、液晶镜 片、滤光片依次重叠在一起。采用上述进一步方案的有益效果是，无色玻璃保护液晶镜片，以使液晶镜片寿命 更长，滤光片可以滤掉紫外线和红外线，保证人眼免受紫外线和红外线的刺激。进一步，还包括电源模块，所述电源模块为变光液晶焊接护目镜电路提供电力。
图1为本实用新型变光液晶焊接护目镜的逻辑框图；图2为本实用新型变光液晶焊接护目镜中控制模块实施例DSP处理器SH69P56电 路图；图3为本实用新型变光液晶焊接护目镜中光触发模块实施例触发电路图；图4为本实用新型变光液晶焊接护目镜中感光模块实施例光强度信号放大电路 图；图5为本实用新型变光液晶焊接护目镜中手动设置模块实施例电路图；图6为本实用新型变光液晶焊接护目镜中调节模块实施例信号处理电路图。[0027]附图中，各标号所代表的部件列表如下1、控制模块，2、光触发模块，3、感光模块，4、手动设置模块，5、调节模块，6、液晶镜 片，201、放大电路，202、灵敏度控制电路，301、光强度信号放大电路，501、液晶镜片电路， 502、高电压截止电路，503、庶光号电压检测电路，504、脉冲输出电路
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用 新型，并非用于限定本实用新型的范围。如图1所示，本实用新型变光液晶焊接护目镜包括控制模块1、光触发模块2、感光 模块3、手动设置模块4、调节模块5、液晶镜片6 ；其中，光触发模块2与控制模块1电连接， 光触发模块2采集到焊接弧光发光信号时，触发控制模块1开始工作；感光模块3与控制模 块1电连接，在焊接过程中，感光模块3采集焊接弧光的发光强度，并把发光强度信息发送 给控制模块1 ；手动设置模块4与控制模块1电连接，通过手动设置模块4对变光液晶焊接 护目镜进行相关参数的设置，并将参数信息发送给控制模块1 ；调节模块5与控制模块1电 连接，当光触发模块2触发控制模块1进行工作后，控制模块1根据从感光模块3接收的焊 接弧光强弱信息以及手动设置模块4所设置的参数信息，实时地向调节模块5发送控制信 号；调节模块5与液晶镜片6电连接，调节模块5根据从控制模块1接收到控制信号，对液 晶镜片6的透光率进行调节，从而实现液晶镜片的明暗变化，达到智能操作的目的。实施例一本实施例中，控制模块1采用了台湾的欣杨科技有限公司生产的SH69P56型DSP 处理器，如图2所示，其主要作用在于，可以实时的通过从感光模块3接收光强信号以及手 动设置模块4所设定的参数进行数字化处理，转化成PWM波，通过对调节模块5发出PWM波 进行调节，以使调节模块5根据焊接弧光的强弱对液晶镜片6的透光率进行及时的调节，以 保护焊接人员的视力，并增强焊接人员操作的灵活性。图2DSP处理器SH69P56中，9号管脚 为液晶镜片的供电充电控制管脚，10号管脚为高压充电管脚，17号管脚为液晶供电检测管 脚，7号管脚为充电管脚，2号管脚和4号管脚为脉冲输出管脚，62号管脚、11号管脚和12 号管脚为键盘扫描管脚，5号管脚和6号管脚为充电控制管脚，16号管脚为电池电量检测管 脚，13号管脚、64号管脚和1号管脚为灵敏度控制管脚，63号管脚和18号管脚为温度检测 管脚，15号管脚为弧光亮度管脚，14号管脚为信号触发管脚，另外，VDD管脚接5V工作电压， GND管脚和TEST管脚接地。本实施例中，光触发模块2包括红外接收管和触发电路，如图3所示，触发电路包 括放大电路201和灵敏度控制电路202，红外接收管⑶3和红外接收管⑶4并联，用于接收 焊接弧光的光强信号，红外接收管GD3和红外接收管GD4的并联电路经过电容C6与放大电 路201连接，放大电路201与DSP处理器SH69P56的14号管脚连接。同时，红外接收管⑶3 和红外接收管GD4的并联电路与灵敏度控制电路202连接，灵敏度控制电路202中的场效 应管T14、场效应管T15和场效应管T16的栅极端分别与DSP处理器SH69P56的64号管脚、 13号管脚和1号管脚电连接，以对红外接收管GD3和红外接收管GD4所接收的焊接弧光的 光强信号进行感光灵敏度的调节。如图4所示，感光模块3包括环境光亮度传感器GDI、环境光亮度传感器GD2和光强度信号放大电路301，环境光亮度传感器GDl和环境光亮度传感器GD2并联，用于接收焊 接弧光的不同强度的光线，环境光亮度传感器GDl和环境光亮度传感器GD2的并联电路与 光强度信号放大电路301电连接，光强度信号放大电路301与DSP处理器SH69P56的15号 管脚连接。光强度信号放大电路301将环境光亮度传感器GDl和环境光亮度传感器GD2所 接受到的焊接弧光的不同强度的光线信息向DSP处理器SH69P56的15号管脚输出不同的 电压，DSP处理器SH69P56根据15号管脚的不同的输入电压，向调节模块5的输出相应的 控制信号。本实施例中，采用环境光亮度传感器模似人眼感光，峰值感光波长520nm，内置红 外滤光片，可抗红外线干扰。如图5所示，手动设置模块4包括灵敏度设置电路、延时设置电路和透光率设置电 路，灵敏度设置电路、延时设置电路和透光率设置电路均采用按键设置电路形式；灵敏度设 置电路的灵敏度调节按键SW3分别与DSP处理器SH69P56的11号管脚和地连接，设定液晶 镜片对弧光的敏感程度；延时设置电路的延时按键SW5与DSP处理器SH69P56的11号管脚 以及62号管脚电连接，设定液晶镜片从接收信号到改变透光率的延迟时间；透光率设置电 路的透光率调节按键SW4与DSP处理器SH69P56的12号管脚和地连接，设定液晶镜片工作 时的最小透光率。本实施例中，灵敏度按键SW3设有四个档，根据需要实现打磨或切割状态的切换， 最高灵敏度会使得一个较弱的光信号得以触发系统；延时按键SW5可设置快(fast)和 慢(slow)两档；透光率微调按键包括五个档的“RESET/ADJ”键和“OFFSET”键，每按一下 “RESET/ADJ”键，便增加或减小0. 5个黑度，在五个档之间来回切换。按下“OFFSET”键的时 候，改变当前的采集数值，将DSP对光强的参数复位。使用者根据用眼习惯的不同可手动设 置不同的透过率以得到液晶镜片不同的暗态程度。本实施例中，调节模块5的信号处理电路如图6所示，调节模块5的信号处理电 路包括液晶镜片电路501、高电压截止电路502、庶光号电压检测电路503和脉冲输出电路 504;其中，液晶镜片电路501分别与液晶镜片J2、高电压截止电路502、庶光号电压检测电 路503、脉冲输出电路504以及DSP处理器SH69P56的2号管脚和4号管脚电连接；高电压 截止电路502分别与DSP处理器SH69P56的5号管脚和14号管脚电连接，用以在液晶镜 片J2的基础电压上调整作用于其两端的工作电压；庶光号电压检测电路503与DSP处理器 SH69P56的17号管脚电连接，用于检测液晶镜片组的供电电压，使DSP处理器SH69P56跟踪 不同的工作电压值以作出相应的补偿计算；脉冲输出电路504分别与DSP处理器SH69P56 的6号管脚和9号管脚电连接。DSP处理器SH69P56通过2号管脚和4号管脚输出基准脉 冲信号给液晶镜片电路501，以及通过6号管脚和9号管脚输出控制信号给脉冲输出电路 504，根据从手动设置模块4所设定的灵敏度和最小透光率，来调整向液晶镜片J2施加脉冲 输出电压的基础电压值。本实施例中，还包括了无色玻璃和滤光片，液晶镜片6为2片，无色玻璃、液晶镜片 6和滤光片依次重叠在一起。这样，在保证液晶镜片6根据弧光光强调整透光率的同时，无 色玻璃也同时保护了液晶镜片6免受焊接火花灼烧，以使液晶镜片6的使用寿命更长，滤光 片滤掉紫外线和红外线，保证人眼免受紫外线和红外线的刺激。本实施例的的电源模块采用锂电池为其他各组模块的电路提供电力支持，保证了
6本实用新型变光液晶焊接护目镜电路电流更稳定，使用寿命更长。
以下结合附图对本实施例工作过程进行进一步详细描述。使用时，如图5所示，灵敏度调节按键SW3将灵敏度调节信号传送给DSP处理器 SH69P56的11号管脚，由DSP处理器SH69P56的1号管脚、13号管脚和64号管脚将信号输 出给图3光触发模块2电路中的灵敏度控制电路202，实现对灵敏度的调节。如图5所示，透光率调节按键SW4将透光率调节信号传送给DSP处理器SH69P56 的12号管脚，延时按键SW5将延时设置信息通过62号管脚和11号管脚传送给DSP处理器 SH69P56。如图3所示，当接收到弧光信号时红外接收管⑶3和红外接收管⑶4导通，通过放 大电路201将导通信号传送给DSP处理器SH69P56的14号管脚，DSP处理器SH69P56开始 根据设定的以上三个参数进行数据处理。如图4所示，在环境光亮度传感器GDl和环境光亮度传感器GD2接收到不同强度 的光线时，经光强度信号放大电路301将光强度信号传送给DSP处理器SH69P56的15号管 脚。如图6所示，DSP处理器SH69P56通过2号管脚和4号管脚输出基准脉冲信号给 液晶镜片电路501，以及通过6号管脚和9号管脚输出控制信号给脉冲输出电路504，根据 手动设置模块4所设定的灵敏度和最小透光率，来调整向液晶镜片J2施加脉冲输出电压的 基础电压值。用于检测液晶镜片J2的供电电压的庶光号电压检测电路503通过DSP处理 器SH69P56的第17号管脚，使DSP处理器SH69P56跟踪不同的工作电压值，以作出相应的 补偿计算。高电压截止电路502用于在液晶镜片J2的基础电压上调整作用于其两端工作 电压，DSP处理器SH69P56通过5号管脚和14号管脚输出控制信号至高电压截止电路502， 并通过液晶镜片电路501，输出所需要的电压，以驱动液晶镜片J2，实现液晶镜片J2透光率 的调节。总的来说，DSP处理器SH69P56通过2号管脚、4号管脚、6号管脚、9号管脚、5号 管脚和14号管脚对调节模块5电路输出控制信号，并通过17号管脚跟踪不同的工作电压 值，作出相应的补偿计算，进一步调整对调节模块5电路输出的控制信号，从而改变对液晶 镜片J2的脉冲输出电压大小，使其达到设定的灵敏度和最小透光率，并能随弧光强弱自动 调节液晶镜片的透光率。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
权利要求一种变光液晶焊接护目镜，其特征在于包括控制模块、光触发模块、感光模块、手动设置模块、调节模块、液晶镜片；所述控制模块分别与光触发模块、感光模块、手动设置模块、调节模块电连接，所述液晶镜片与调节模块电连接；所述手动设置模块用于进行灵敏度参数、延迟参数和透光率参数信息的设定，并把这些设定的参数信息传送给控制模块；所述光触发模块用于感应焊接时弧光的光强，当其感应到弧光的光强时即触发控制模块进行工作；所述感光模块用于采集焊接时弧光的强弱信息，并将该信息传送给控制模块；所述控制模块根据从感光模块接收到的弧光强弱信息、以及通过手动设置模块所设定的参数信息，向调节模块发送控制信号；所述调节模块根据从控制模块接收到控制信号，对液晶镜片的透光率进行调节。
2.根据权利要求1所述的变光液晶焊接护目镜，其特征在于所述控制模块为DSP处理器。
3.根据权利要求1所述的变光液晶焊接护目镜，其特征在于所述光触发模块包括红 外接收管和触发电路，所述触发电路分别与红外接收管和控制模块电连接；所述红外接收 管接收焊接的弧光信号，并通过触发电路向控制模块发出触发信号，触发控制模块进行工作。
4.根据权利要求1所述的变光液晶焊接护目镜，其特征在于所述感光模块包括环境 光亮度传感器和光强度信号放大电路，所述光强度信号放大电路分别与环境光亮度传感器 和控制模块电连接；所述环境光亮度传感器采集焊接弧光的光强信息并通过光强度信号放 大电路发送给控制模块。
5.根据权利要求1所述的变光液晶焊接护目镜，其特征在于所述手动设置模块包括 灵敏度设置电路、延时设置电路、透光率设置电路，所述灵敏度设置电路、延时设置电路、透 光率设置电路分别与控制模块电连接。
6.根据权利要求1所述的变光液晶焊接护目镜，其特征在于所述调节模块包括信号 处理电路，所述信号处理电路分别与控制模块和液晶镜片电连接；所述信号处理电路根据 从控制模块接收到的控制信号，调整液晶镜片的透光率。
7.根据权利要求1至6任一项所述的变光液晶焊接护目镜，其特征在于还包括无色 玻璃和滤光片，所述液晶镜片为2片，所述无色玻璃、液晶镜片、滤光片依次重叠在一起。
8.根据权利1至6任一项所述的变光液晶焊接护目镜，其特征在于还包括电源模块， 所述电源模块为变光液晶焊接护目镜电路提供电力。
专利摘要本实用新型涉及一种基于DSP控制的模拟人眼感光的智能型自动变光液晶焊接护目镜，包括控制模块、光触发模块、感光模块、手动设置模块、调节模块、液晶镜片。使用时通过手动设置模块进行变光液晶焊接护目镜相关参数的设定，当焊接时，光触发模块采集到焊接弧光的光强信号触发变光液晶焊接护目镜工作，工作过程中，感光模块采集焊接弧光强度并将弧光强度信息传送给控制模块，控制模块根据从感光模块接收到的弧光强弱信息、以及通过手动设置模块所设定的参数信息，向调节模块发送控制信号，调节模块根据从控制模块接收到控制信号，对液晶镜片的透光率进行调节。在保护焊接人员眼睛的同时增加焊接人员操作的灵活性。
文档编号A61F9/02GK201642543SQ20102015727
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月13日 优先权日2010年4月13日
发明者杨乐 申请人:杨乐